zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Phương pháp điều khiển dự báo dòng điện cải tiến cho nghịch lưu đa mức cầu H nối tầng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Báo xấu

34
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết này sẽ đề xuất một thuật toán điều khiển dự báo mô hình mới phù hợp cho nghịch lưu đa mức cấu trúc cầu H nối tầng, có thể triển khai trong ứng dụng kết nối hệ thống nguồn năng lượng tái tạo với lưới điện. Phương pháp điều khiển dự báo mô hình, với nguyên lý là tìm ra vector điện áp tối ưu cho nghịch lưu đa mức trong một khoảng thời gian trích mẫu rất nhỏ, rất khó để thực thi.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Phương pháp điều khiển dự báo dòng điện cải tiến cho nghịch lưu đa mức cầu H nối tầng

CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION SIX PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN DỰ BÁO DÒNG ĐIỆN CẢI TIẾN CHO NGHỊCH LƯU ĐA MỨC CẦU H NỐI TẦNG Dương Minh Sang (1), Trần Hữu Đức (1), TS. Vũ Hoàng Phương (1) Sinh viên thuộc Viện Điện, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội *Tác giả phản hồi: sang.dm163469@sis.hust.edu.vn TÓM TẮT Bài viết này sẽ đề xuất một thuật toán điều khiển dự báo mô hình mới phù hợp cho nghịch lưu đa mức cấu trúc cầu H nối tầng, có thể triển khai trong ứng dụng kết nối hệ thống nguồn năng lượng tái tạo với lưới điện. Phương pháp điều khiển dự báo mô hình, với nguyên lý là tìm ra vector điện áp tối ưu cho nghịch lưu đa mức trong một khoảng thời gian trích mẫu rất nhỏ, rất khó để thực thi. Phương pháp này không có khâu điều chế, nên việc thực hiện tối ưu điện áp common-mode và giảm số lần đóng cắt của van bán dẫn chỉ có thể thực hiện trong hàm mục tiêu. Để giải quyết vấn đề này, bài viết đề xuất một phương pháp điều khiển dự báo mô hình cải tiến mà chỉ xét tới 19 vector điện áp trong mỗi chu kì trích mẫu và có thêm các thành phần triệt tiêu điện áp common-mode và tối ưu đóng cắt trong hàm mục tiêu. Sử dụng mô hình hệ thống trên miền thời gian gián đoạn để dự đoán giá trị dòng điện tương lai tương ứng với từng vector trong một nhóm bao gồm vector ở chu kì trích mẫu trước và 18 vector liền kề với nó. Vector được chọn là vector khiến cho hàm mục tiêu đạt giá trị nhỏ nhất. Do đó, trong nghịch lưu đa mức với số mức điện áp bất kì, hàm mục tiêu chỉ được thực hiện 19 lần trong mỗi chu kì trích mẫu. Việc thực thi trên nền tảng FPGA cho phép 19 phép tính có thể thực hiện đồng thời, giúp cho thời gian thực thi trở nên rất nhỏ. Tính khả thi của thuật toán đề xuất được kiểm chứng bằng mô hình mô phỏng trên phần mềm MATLAB-Simulink và thực nghiệm trên hệ thống nghịch lưu 11 mức cầu H nối tầng. Từ khóa: Điều khiển dự báo dòng điện, nghịch lưu đa mức, cầu H nối tầng, khối lượng tính toán, điện áp common-mode, pin năng lượng mặt trời. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Nghịch lưu đa mức được sử dụng rộng điểm như: tổng độ méo sóng hài (THD) rãi trong các ứng dụng với hệ thống điện thấp, giảm điện áp trên các phần tử van áp cao và công suất lớn nhờ một số ưu bán dẫn và tốc độ thay đổi điện áp chậm DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO | 117
CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION SIX hơn. Trong những cấu trúc khác nhau của lượng của bộ điều khiển, đặc biệt trong nghịch lưu đa mức, nổi bật nhất là cấu trúc quá trình quá độ. Bên cạnh đó, phương cầu H nối tầng. Cấu trúc này có ưu điểm pháp này cũng không triệt tiêu được là tính mô-đun hóa cao, có nhiều vector điện áp common-mode hay tối ưu số lần điện áp mà có thể tạo ra cùng một mức đóng cắt của van bán dẫn. Nhờ sự phát điện áp trên pha, do đó nó nâng cao độ triển của vi điều khiển và FPGA trong thời tin cậy của hệ thống, Cấu trúc nghịch lưu gian gần đây, vấn đề về khối lượng tính đa mức cầu H nối tầng được sử dụng rộng toán lớn của MPC có thể được giải quyết. rãi trong công nghiệp với nhiều ứng dụng Do đó, trong nghiên cứu này, tác giả sẽ như trong hệ thống STATCOM, các bộ biến đề xuất một phương pháp MPC cải tiến đổi cho động cơ công suất lớn và trong hệ cho nghịch lưu đa mức cầu H nối tầng với thống kết nối nguồn năng lượng tái tạo những yêu cầu sau: giảm số lượng tính với lưới điện. toán hàm mục tiêu bằng việc sử dụng 19 vector điện áp trong mỗi chu kì trích mẫu, Phương pháp điều khiển dự báo mô hình triệt tiêu điện áp common-mode và tối ưu (MPC) được nghiên cứu rất rộng rãi vì số lần đóng cắt van bán dẫn. những ưu điểm như dễ tiếp cận, có thể làm việc với hệ thống phi tuyến trên miền thời gian, thời gian đáp ứng nhanh, linh hoạt trong việc bổ sung thêm các đối 2. THUẬT TOÁN ĐỀ XUẤT tượng trong hàm mục tiêu. Một trong Đối tượng nghiên cứu là hệ thống nghịch những giới hạn của phương pháp MPC lưu ba pha đa mức cầu H nối tầng, với tải là khối lượng tính toán mà vi điều khiển trở cảm ba pha. Trong hàm mục tiêu của phải thực hiện là rất lớn, gây ảnh hưởng thuật toán MPC đề xuất, ngoài thành tới chất lượng của bộ điều khiển. Đã có phần tối ưu sai lệch dòng điện như thông rất nhiều nghiên cứu cắt giảm khối lượng thường, có thêm hai thành phần khác để tính toán trong phương pháp MPC. Ví tối ưu điện áp common-mode và tối ưu số dụ, [1] đề xuất phương pháp chỉ xét tới 7 lần đóng cắt van bán dẫn. vector trong mỗi chu kì trích mẫu. Điều Sử dụng phương pháp như trong [1], dòng này đảm bảo rằng số lượng tính toán hàm điện dự báo được xác định bởi phương mục tiêu là hằng số, bất kể với số lượng trình sau. mức điện áp bất kì. Tuy nhiên, việc chỉ lựa chọn 7 vector này ảnh hưởng tới chất 118 | DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION SIX đến một nhóm 19 vector trong mỗi chu kì trích mẫu. Nhóm này được xác định từ vector được lựa chọn trong chu kì trước và 18 vector liền kề với nó. Vector nào khiến cho (2) đạt cực tiểu sẽ được lựa chọn cho bộ nghịch lưu. Hình 1. Sơ đồ khối của thuật toán MPC đề xuất. 3. KIỂM CHỨNG Thuật toán MPC đề xuất được kiểm chứng Bộ điều khiển MPC đề xuất sẽ lựa chọn bằng mô phỏng trên MATLAB-Simulink vector điện áp cho thời điểm k bằng hàm và thực nghiệm với mô hình nghịch lưu mục tiêu (2). ba pha 11 mức cầu H nối tầng với tải trở cảm. Các kết quả mô phỏng được thể hiện trên các Hình 2, Hình 3, Hình 4. Các với và lần lượt là trọng số của thành kết quả thực nghiệm được thể hiện trên phần tối ưu điện áp common-mode và các Hình 5, Hình 6, Hình 7. Có thể thấy thành phần tối ưu đóng cắt. rằng dòng điện có độ bám giá trị đặt Từng thành phần của (2) được xác định rất tốt, thời gian đáp ứng nhanh. Khi áp như sau. dụng các trọng số, điện áp common- mode được triệt tiêu hoàn toàn, số lần đóng cắt van giảm đáng kể. Với nghịch lưu 11 mức cầu H nối tầng, sẽ có 331 vector điện áp có thể được lựa chọn Hình 2. Dòng điện đo (nét đỏ) và đặt (nét đen) 1 pha. để thực thi hàm mục tiêu (2). Số lượng phép tính toán trong một chu kì trích mẫu là quá lớn, do đó, tác giả đề xuất chỉ xét DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO | 119
CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION SIX TÁC GIẢ Ý TƯỞNG Dương Minh Sang là sinh viên Viện Điện, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội từ năm 2016. Anh hiện là thành viên của PELab Hình 3. Điện áp common-mode trước quản lý bởi TS. Vũ Hoàng Phương. Hướng (hình trái) và sau (hình phải) khi bổ sung nghiên cứu hiện tại là bộ biến đổi đa mức trọng số. cầu H nối tầng và những ứng dụng của nó trong truyền động điện và trong các hệ thống năng lượng mặt trời nối lưới. Trần Hữu Đức là sinh viên Viện Điện, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Từ năm Hình 4. Điện áp trên pha A trước (hình trái) và sau (hình phải) khi bổ sung 2018, anh là thành viên của PELab quản lý trọng số. bởi TS. Vũ Hoàng Phương. Hướng nghiên cứu hiện tại là các bộ biến đổi công suất lớn, đặc biệt là bộ nghịch lưu đa mức cầu H nối tầng. GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Hình 5. Dòng điện đo trên một pha. Vũ Hoàng Phương nhận bằng Kỹ sư, Thạc sĩ và Tiến sĩ tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội vào các năm 2006, 2008 và 2014, tất cả đều về lĩnh vực Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa. Từ năm 2006, anh công tác tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội với vai trò là giảng viên và nghiên cứu sinh Hình 6. Dòng điện đo trên một pha. tại Viện Điện. Hướng nghiên cứu hiện tại bao gồm mô hình hóa và mô phỏng các bộ biến đổi điện tử công suất cho các ứng dụng như hệ thống điện mặt trời, điện gió, truyền động điện. Hình 7. Điện áp trên pha A trước (hình trái) và sau (hình phải) khi bổ sung trọng số. 120 | DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.